半導體後道測試裝置:國產替代空間廣闊,三大核心賽道全解析

半導體專用裝置是積體電路產業的重要支撐,價值量較高,集中應用於晶圓製造和封測兩個環節。

其中,半導體測試環節不僅是封裝後的成品測試,更涉及到整個晶片生產流程,以保證晶片符合要求。

根據SEMI資料,全球半導體測試裝置佔半導體專用裝置銷售額的比重約為8%,2021年全球市場規模約為77。9億美元,同比增長30%,2022年有望達到82億美元。#半導體#

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半導體測試裝置產業鏈

從測試裝置產業鏈來看,測試裝置生產商作為上游企業,負責供給裝置;中游企業為封測廠商、第三方獨立積體電路測試商等需要使用測試裝置提供測試服務的企業;產業鏈最下游為採取Fabless模式的晶片設計商,其設計得出的晶片需要晶圓代工廠加工和測試商測試,才能最終得到應用。

測試服務與裝置需求量的增長,最終取決於晶片應用範圍的增長、晶片需求量的上升、晶片設計公司設計型號的多樣與代工廠生產晶片數量的變動。

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半導體後道測試裝置:國產替代空間廣闊,三大核心賽道全解析

半導體測試過程中需要裝置有分選機、探針機、測試機以及光學顯微鏡、缺陷觀測裝置等,對應不同測試環節。

根據SEMI資料統計,測試機、分選機和探針臺三者合計佔總市場規模比重超過95%。

其中測試機(63。1%)是最主要的裝置,貫穿積體電路製造的所有環節,用於施加訊號、採集資料並判斷每道工序是否合格。

而探針臺(15。2%)和分選機(17。4%)則分別用於晶圓檢測和成品檢測過程中,配合測試機完成晶圓/晶片與測試機功能模組的連線。

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測試機

測試裝置較其他核心半導體前道裝置突破難度更低。

測試機的主要細分領域為模擬測試機(包括分立器件測試機、模擬測試機和數模混合測試機)、SoC測試機、儲存器測試機和RF測試機,其技術特點和難點各有不同,單臺價格差異也甚遠,相對來說模擬測試機技術難度最低單臺價值最低,SoC和儲存器測試機難度最大、單臺價值量較高。

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國際雙巨頭泰瑞達(美國)與愛德萬(日本)均屬於測試機產品線的全能高階選手,在技術和市場佔有率均處於絕對領先地位,加上科休,三家全球市佔率超85%。

測試機所有產品品類中,SoC測試機和儲存器測試機總市佔率約為80%。其中泰瑞達在SoC測試機領域更有優勢,愛德萬在儲存器測試機上更勝一籌。

國內市場方面,華峰測控、長川科技兩家分別佔據8%和5%的份額,無論從測試機總量的增長態勢還是從較低的國產化率來看,國產測試機在國內市場中具有較大的市場發展空間,國產替代前景廣闊。

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分選機

分選機主要應用於晶片設計檢驗階段和成品終測環節,是終測環節重要檢測裝置之一。

相較於測試機市場,分選機市場競爭格局更為分散。

行行查資料顯示,分選機的主要廠商有科休、科利登、愛德萬、鴻勁、長川科技等,據半導體產業縱橫在2022年統計的資料,其分別佔據21%、16%、12%、8%、2%的市場份額,中國大陸地區的廠商僅有長川科技一家,位列全球第五。

2018年5月科休收購科利登(Xcerra),進一步提升了全球分選機市場的集中度。

當前國產分選機仍具有稀缺性。國內本土分選機主要廠商除長川科技(品種全覆蓋:重力式和平移式分選機),還包括金海通(平移式分選機)、上海中藝(重力式分選機)、格朗瑞(轉塔式分選機)等。

雖然海外大廠先發優勢較強,但分選機市場被國外企業壟斷趨勢較弱,行業廠商較為分散,國內企業有望嶄露頭角、打破壟斷局面,加速國產替代。

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探針臺

探針臺分別在晶片設計檢測階段和晶圓檢測階段(CP)配合著測試機進行工作,是CP階段重要的檢測裝置之一,由晶圓輸送和晶圓針測兩部分組成。

探針臺測試難度大、技術壁壘高,且研發投入大週期長。

根據SEMI統計,目前全球和我國探針臺市場主要由日本廠商東京精密和東京電子主導,兩家公司的全球市佔率超70%。

其次是中國臺灣地區的旺矽科技和惠特科技共佔14%的份額,中國大陸地區的矽電科技僅佔3%的市場份額。

中國大陸地區探針臺市場中,日本兩企業仍佔據58%的市場,中國大陸地區裝置在大陸的市場份額不超過20%。

隨著長川科技和中電科45所為代表的國內產裝置企業高速發展,未來國產探針臺在國內市場有望蓄勢待發。

CASA Research認為,隨著晶圓尺寸從“6”到“8”再到目前的“12”,對應的探針臺也從手動向半自動和全自動發展,在發展的過程中會涉及到晶圓尺寸、精度、解析度以及測試原理的變化,未來探針臺將向高、精、尖和自動化發展。

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在全球后道測試裝置行業的發展程序中,內生外延的成長路徑驅動行業份額不斷集中,全球巨頭的發展為國內產業發展趨勢提供借鑑。

受益於行業景氣度向上,疊加國產化浪潮,終端IC行業景氣度提升,“缺芯”引發晶圓、封測廠“擴產潮”,帶來半導體裝置的需求節節攀升,行業整體市場前景向好。當前國內半導體測試裝置行業正處在巨大的發展機遇期,以頭部公司為代表的企業有望率先突破高速成長。

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